공간정보 분석기법을 이용한 산양삼 재배 경영지원시스템의 개발

Abstract

산양삼은 밭 재배 인삼보다 약리작용에 있어 효능이 뛰어나고 경제적 가치가 높아 농민들이 선호하는 재배 작목 중 하나이다. 그러나 우리나라에서는 산양삼의 거래특성상 산양삼 재배가 주로 영세한 개별 임가 중심으로 은밀히 이루어지고 있기 때문에, 산양삼을 재배하는데 필요한 생육 조건이나 재배 방법에 대한 정확한 정보의 취득이 어려워 산양삼 재배 기술과 관련된 체계적 지식 습득에 한계가 있다. 특히 산양삼의 재배지 관리와 관련된 정보와 기술은 매우 부족한 상황으로 대부분의 임가에서는 임가주의 경험에 의존한 재배가 이루어지고 있다. 고소득 임산소득자원으로서의 산양삼 재배는 일반적인 목재생산 위주의 임목관리보다 집약적인 관리가 요구되기 때문에 성공적인 산양삼의 재배를 위해서는 산양삼의 생육‧생리적 특성에 기반한 합리적인 관리체계의 확립이 필요하다. 이에 본 연구에서는 산양삼 재배의 과학적인 관리체계 확립을 위한 경영지원시스템 개발을 위해 다음과 같은 세 가지 연구를 수행하였다. 먼저 첫 번째 연구로서 GIS 공간통계모형을 적용한 재배적지 분석모델을 개발하였다. 산양삼은 주변의 환경변화에 매우 민감하게 반응하는 식물로 미세한 환경 조건의 차이에 따라 그 생육이 크게 달라질 수 있는데, 본 연구에서는 이러한 산양삼의 생육특성과 입지환경의 공간적 특성을 고려하여 산양삼의 재배적지를 판별할 수 있는 공간평가모델을 개발하였다. 연구 결과, 해발고, 사면향 등의 지형 조건과 산림 내 입사광량 및 토양의 수분 함량, 그리고 토양의 배수 특성을 나타내는 모래의 비율이 산양삼의 생육에 주요한 입지환경 조건으로 도출되었고, 이를 기반으로 작성된 모델을 통해 대상지 내 재배환경이 좋은 적합지와 그렇지 못한 준적합지를 비교적 정확하게 분류할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 지리적 가중 회귀모형(Geographically Weighted Regression)을 이용하여 산양삼의 생육과 입지재배환경과의 공간적 상호관계를 분석함으로써 재배적지 판별의 정확도를 높일 수 있었으며, 이를 통해 분석된 모델의 분류정확도가 약 84%로 나타나 재배현장에서 실무적으로 사용하기에 적합한 수준으로 판단되었다. 두 번째 단계로서 산양삼 재배임가의 연차별 생산원가를 고려한 수익 분석을 수행하였다. 이를 위해 대표적인 산양삼 재배임가를 선정하고, 임가주 면접 인터뷰와 현장 조사를 통해 수집된 경영관련 정보를 토대로 산양삼 생산과 판매에 따른 비용과 수익 흐름을 분석하였다. 분석 결과, 6년근 산양삼 재배를 통한 수익의 경우 임가당 순이익은 10a(300평)기준 22,303천원으로 계산되었으며, 이를 연수익으로 환산할 경우 약 3,186천원으로 분석되었다. 또한 6년근보다 장기 년수의 산양삼을 생산할 경우 더 많은 수익을 얻을 수 있었으며, 이 때의 수익은 연차별 생존율에 따른 수확량과 판매단가의 상승 효과가 함께 반영되어 결정되는 것으로 나타났다. 따라서 산양삼의 재배는 투자 수익성이 있다고 판단되었으나, 이와 같은 수익성을 담보하기 위해서는 재배 시기나 방법, 재배 장소 등에 따라 달라지는 재배삼의 수확량을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있는 재배지 관리가 매우 중요할 것으로 판단되었다. 마지막 세 번째 단계로서 산양삼 재배 임가를 대상으로 경영계획 수립을 위한 0-1 정수계획모형을 작성하고, 산양삼 재배를 위한 최적의 경영대안을 분석하였다. 분석 결과, 경영 시나리오의 연차별 예산과 보속수확에 대한 제약을 완화함으로써 보다 큰 재배를 통한 수익을 얻을 수 있었고 그 중에서도 연차별 예산의 제약이 재배수익의 변화에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 지속적으로 안정적인 수익을 창출하기 위해서는 신규 파종이 꾸준히 이루어져야 하는데, 본 연구에서 작성된 모형의 적용 결과 1년생의 재배면적이 분기별로 일정면적 이상 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 보속수확을 위한 연근별 재배면적의 분배는 재배의 안정적인 수익 창출에 매우 중요한 부분이며, 본 연구에서 작성한 0-1 정수계획모형은 이러한 목적에 적합한 결과를 제시하였다. 이와 더불어 본 연구에서는 재배지의 공간적인 특성과 위치를 고려한 경영계획의 수립을 통해 대상지 내 개별 경영구역의 재배적합도에 따라 구체적인 재배 및 수확 시기 등을 결정할 수 있는 재배지의 연차별 공간배치를 제시하였다. 이러한 결과는 주어진 예산 범위 내에서 재배 비용을 고려하여 최대의 수익을 얻기 위한 최적의 재배지 공간배치를 유도할 수 있어 산양삼 재배에 매우 효과적으로 이용될 수 있다. 이상의 연구 결과를 통해 개발된 산양삼 재배의 경영지원시스템은 다양한 공간정보 분석기법을 기반으로 산양삼의 재배적지 탐색이나 재배지 관리와 관련된 의사결정과정에 필요한 정보를 제공하고, 부족한 현장정보의 한계를 극복할 수 있는 좋은 대안으로서 활용될 수 있다. 아울러 본 연구의 결과들은 재배의 경영적 관점에서 재배지 관리에 대한 정량적인 분석결과를 제시함으로써 지속적이고 안정적인 수익 창출을 위한 합리적인 임가경영에 도움을 줄 것으로 기대된다.